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人们根据动物发明了什么(动物的启发)
人类的想象力是无限的。正因为如此,人类创造了无数的发明,改善了人类的生活,促进了科技的发展。但是你有没有想过所有发明的灵感都是从哪里来的?如果边肖告诉你一些发明是受昆虫启发的,你会惊讶吗?接下来,我们将与大家分享动物带来的灵感:10项受动物启发并最终开发出来的发明。
1.机器蜜蜂:Robobee
哈佛大学的机器人蜜蜂项目于2013年首次亮相,目前仍在持续研发中。它的核心来自一个简单的想法,是在昆虫世界的影响下设计的。它实际上是一架微型无人机。它重175毫克,比硬币轻14倍。毫无疑问,这个微型机器人相当精致。
robo bee 30毫米的翼展使其成为最小的人造昆虫设备。为了尝试实现完美飞行,可能需要超过12年的时间来完成研究。在亚毫米建筑元素的帮助下,设计师们不得不在没有基础的情况下,完成旋转电机、齿轮、螺母、螺栓等部件的研发。他们还必须设计一种方法,使其能够快速反应,以克服湍流对小物体的巨大影响。为此,他们设计了一种人造肌肉系统,每秒钟可以扇动翅膀超过120次。起初,机器人可以起飞,飞行和着陆,但现在它们可以粘在水面上,在水下游泳,甚至潜入水中或跳出水面。
由于表面张力产生的力大约是机器人重量的10倍,科学家们添加了一种微小的可燃火箭。这项发明的最终目标是使微型机器人能够成群运行,然后在作物授粉、搜救和监测任务中发挥作用。
2.蛾眼灵感:抗反射膜
蛾进化出了许多巧妙的适应能力,这使它们能够更好地生存,科学家们正在从它们身上获得灵感,以开发新技术。特别是,它们的眼睛有一层防水涂层,这样它们在晚上仍然可以看见,这是自然界中反射性最小的表面之一。这意味着捕食者在晚上几乎看不到它们,但这在很多方面都很有用。
日本的一个研究小组研究了这种涂层的纳米结构,并将其用于太阳能电池,以捕捉更多的太阳辐射并提高效率。如今,它也被用于智能手机和平板电脑等数码设备中,让我们在阳光下更好地看到屏幕上的图像和文字。在测试中,这些涂层的表面仅反射0.23%的光线,而典型智能手机的屏幕则占4.4%。因此,这项技术实际上可以消除眩光问题。这意味着无论你在哪里,你都可以很容易地看到屏幕上的内容,而不必笨拙地调整设备的角度。
3.晒雾甲虫的灵感:收集露水的水瓶
在纳米比亚沙漠中发现的一种甲虫叫做晒雾甲虫。人们发现它生活在极其干燥的环境中,因此它发展出了一种独特的获取水的方式。清晨,当沙丘被雾覆盖时,甲虫会爬到高处,以一种能让露水聚集起来供它饮用的方式定位。
清晨,当雾气覆盖沙丘时,晒雾甲虫会爬到高处,然后用身体收集露水供自己饮用。设计师采用了这一点,创造了一个可以收集露水的水瓶。本发明可以帮助干旱环境中的人们更方便地获得水。这个设备是不锈钢的,所以比周围的空气体冷,会导致水凝结聚集在上面。其凹凸不平的表面可以产生很大的表面积,使水聚集在其周围,并将其全部导向过滤器,防止污染物进入底座。设计者希望在缺水的环境中推广,让人们更容易采集到淡水。
4.昆虫的眼睛灵感:面部视觉相机
随着配备强大相机的智能手机的普及,摄影技术也在发生变化,变得越来越好。智能手机的厚度大部分是由相机镜头的大小决定的,通常不小于5mm。但是如果能缩小到只有2mm呢?
一个设计师团队提出了一种基于昆虫眼睛结构的相机来做到这一点。它被称为facetVISION相机,它实际上是由135个小镜头组成的。这些镜头捕捉到的图像将被组合起来,形成一个图像,就像苍蝇等一些昆虫的眼睛里发生的一样。毫无疑问,随着昆虫世界的进一步启发,微电子技术会越来越小,体积也会越来越小。
5.受寄生苍蝇启发的微型天线。
有一种寄生的小苍蝇叫Ormia ochracea,寄生率非常高,听觉惊人。雌性寄生蝇发展了一种特殊的寄生能力,通过听雄性蟋蟀的鸣叫,然后在它们身上产卵,从而有效地跟踪它们。不幸的是,对于蟋蟀来说,当卵孵化时,它们的幼虫会把它们的宿主作为第一餐吃掉。
科学家受到这种能力的启发,一直在研究这种听觉能力。他们创造了一种天线设计来区分来自精确方向的信号。设计微型天线非常困难,寄生蝇的听觉和频率为科学家提供了解决方案。现在这种天线的原型已经制作出来了。如果项目成功,它将带来微型天线的新领域,从而减小日常设备的尺寸。
6.灵感来自蝴蝶翅膀:Mirasol低压显示器
电子阅读器最初使用的是电子墨水,这种墨水仅限于某些颜色,在阳光下存在可读性问题,因此寻找新的方法来提高阅读能力是很自然的一步。为此,设计师从动物王国,尤其是蝴蝶那里获得灵感。
如果你仔细观察蝴蝶的翅膀,它们实际上布满了鳞片。这些秤有光学间隙,工程师称之为光学谐振腔。然后,环境光进入光学谐振腔,四处反弹。此外,通过相长干涉,只有特定波长的光才能存活并被反射回人眼。
下一代电子阅读器将复制这项技术,高通开发的Mirasol低压显示器是第一款此类设备。它使用一个微小的移动镜面来改变每个像素的颜色,使其在阳光下更加可见。
7.受蜻蜓翅膀启发的环保建筑。
当设计师规划未来建筑时,他们需要考虑可持续性和生态意识。在比利时建筑师文森特·卡勒波特(Vincent Callebaut)设计的众多方案中,有一个是受蜻蜓的设计启发,以达到环保的目的。
文森特·卡勒波特的概念设计位于纽约罗斯福岛南岸。这是一个独特的128层垂直农场概念。这座建筑将被安排在两座700米高的塔楼周围,对称地包裹在一个巨大的玻璃和钢铁温室中,将它们连接起来。温室设计新颖,可以支撑建筑物的荷载,灵感直接来源于蜻蜓翅膀的外骨骼结构。
外骨骼结构中有28个不同的农田,用于生产水果、蔬菜、谷物、肉类和乳制品,并通过在冬季积累温暖空气体来利用太阳能。通过自然通风和植物的蒸散,夏天的凉爽会很容易。这些插入空的房间被激活为立体花园,可以在地板和墙壁上种植植物。
沿着这些外部是太阳能电池板,它将提供建筑一半的电力,而其余的将由沿着建筑垂直轴的三个风力涡轮机提供。
8.蜂窝轮胎
大多数情况下,依靠充气的轮胎很好用,但如果有替代方案呢?在军车面临的困难刺激下,连“漏气保用”轮胎都不好用了。弹性技术公司和威斯康辛-麦迪逊的聚合物工程中心意识到蜂窝设计将是一个理想的选择。
蜂巢独特的形状非常适合蜜蜂,可以为蜂巢提供强度,也可以为蜜蜂提供更大的表面积。然而,将这种设计集成到车轮中可以带来许多好处。它们不需要充气,负载分布均匀,可以支撑更大的重量。这种设计有些版本还具有防弹功能,非常适合军用。但目前还不能用于民用,因为无法带来充气轮胎的舒适性。
9.蚊子的灵感:微型针。
有些人害怕尖锐的物体,比如针。这部分是由于操作,但也由于插入的针的尺寸。但是,如果针可以小得多呢?受蚊子的启发,研究人员希望创造一种微型针。
蚊子是一种令人讨厌的昆虫,它有一个长而锯齿状的鼻子,可以用来穿刺和吸血。这种不均匀的表面意味着它们不会接触皮肤中的神经,这就是为什么最初的叮咬相对无痛。日本的微型工程师利用这些知识制造出只有1毫米长、直径只有0.1毫米的针。如果这项研究能够导致这种尺寸的针的大规模生产,它将改变人类的医疗。
10.蒙多蜘蛛电动车
Mondo spider电动车可能是有史以来最酷的发明。它最初是由加拿大温哥华的一个团队在2006年为火人节制作的,但最近他们对它进行了修改,取消了汽油发动机,代之以5千瓦时的锂离子电池。全机重725公斤,高1.5米,长2.4米。它的灵感来自于蜘蛛。
你知道哪些动物启发了人类,创造了发明吗?
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